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NOVIDADES
O laser de plástico dá um passo à frente! Pesquisadores dos Estados Unidos e do Japão foram bem-sucedidos no desenvolvimento de um modo de fazer polímeros luminescentes semicondutores que emitem e confinam a luz polarizada. Os resultados poderão fazer “brilhar” fontes polarizadas para produtos contendo monitores tipo LED (do inglês, Light-Emitting Diode), tais como lap-tops e celulares. Polímeros conjugados são materiais extraordinários que combinam as propriedades elétricas e ópticas de semicondutores com as propriedades mecânicas dos plásticos. Além disso, as propriedades ópticas desses semicondutores orgânicos 1D (unidimensionais) não são isotrópicas, mas são altamente polarizadas ao longo do eixo da cadeia polimérica. Agora, Benjamin Schwarts e Sarah Tolbert, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles (EUA), e seus colaboradores, exploraram essas propriedades para alinhar cadeias de polímeros em uma dada direção, a fim de que as cadeias possam absorver e emitir luz polarizada. Os cientistas consumaram seus resultados pelo encapsulamento de cadeias de polímeros em nanoescala em um filme de sílica com nanoporos ordenados. A dimensão dos poros é tão pequena que as cadeias poliméricas não têm espaço para se enrolar, explica Tolbert. Pelo alinhamento das cadeias, assim, é possível que todas possam participar do processo óptico. Isto ocorre porque a maneira como o polímero enche os poros auxilia o confinamento da luz no material, aumentando, dessa forma, o efeito óptico, pela produção do então chamado guia de onda de índice gradual (graded-index waveguide). “O preenchimento é maior na parte superior do filme, diminuindo à medida que o percorremos”, disse Tolber. “Isto gera uma gradual variação do índice de refração que, por sua vez, leva ao confinamento da luz”. Por outro lado, o confinamento da luz, na maioria dos lasers convencionais é devido ao uso de espelhos externos. Os poros podem tornar a luz polarizada sem a necessidade de nenhum elemento óptico externo, acrescenta ela. De acordo com a equipe, alinhando-se os polímeros e confinando-se a luz é possível se obter 20 vezes mais facilmente o ganho óptico, do que se as cadeias do polímero estivessem arbitrariamente orientadas. As aplicações incluem re-emissões polarizadas e guias de onda de índice gradual de baixo custo.  Esquema de cadeias de polímeros conjugadas incorporadas em canais alinhados de sílica nanoporosa. Créditos: Nature Nanotechnology Tais materiais são produzidos utilizando-se técnicas de automontagem. O processo tem início pela fabricação de filmes de sílica nanoporosa orientada, contendo poros longos e retos, obtidos através de “templates” (moldes) de surfactantes em combinação com substratos de borracha poliimídica. Na seqüência, os polímeros semicondutores são difundidos no interior dos poros e os confinam. O ganho óptico foi gerado usando-se um laser pulsado para excitar o polímero semicondutor e a luz emitida foi então guiada no filme e coletada na extremidade. A emissão foi observada em função da potência do laser incidente, direção espacial e polarização. “Sob certas condições, observamos uma luminescência difusa normal”, disse Tolbert. “Entretanto, quando a direção e polarização foram ‘casadas’ com a orientação das cadeias poliméricas, observamos uma emissão brilhante e direcional, com uma estreita largura espectral, característica de uma emissão espontânea amplificada ou ASE (do inglês, Amplified Spontaneous Emission). A equipe, que também inclui pesquisadores da Canon japonesa, está agora trabalhando não só com dispositivos baseados em lasers de cavidade vertical, mas também com dispositivos impulsionados eletricamente, usando materiais poliméricos alinhados. Nanotechweb (http://nanotechweb.org), consultado em 18 de outubro, 2007 (Tradução – MIA/OLA). |
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